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Schmiervorrichtung an Maschinenteilen mit gleitender Bewegung.
Die Ursache vieler Abnutzungserseheinungen bei Maschinenteilen mit gleitender Bewegung mit belasteten Gleitflächen (z. B. das Versagen der zur Abdichtung dienenden Kolbenringe bei Kolben- maschinen aller Art, sobald die Abnutzung der Laufflächen ein gewisses Ausmass überschreitet), besteht bekanntlich darin, dass das Öl durch den Anpressungsdruek aus den Gleitflächen herausgepresst wird, so dass deren Oberfläche nicht gleichmässig von einem Ölfilm benetzt ist. Infolgedessen kommt es leicht zu einem Troekenlaufen und Fressen jener Teile der Gleitflächen, von denen das Öl weggepresst worden ist.
Diese Erscheinung tritt bei Lagerschalen, Kreuzkopfführungen, Kolben und andern hoch- belasteten gleitenden Maschinenteilen häufig auf. Es ist versucht worden, eine gleichmässige Ölverteilung durch Schmiemuten, also durch tiefe Rillen von einer Breite von zirka ein bis einigen Millimetern zu erreichen. Die Untersuchungen haben aber gezeigt, dass diese Schmiernuten vielfach die Schmierung verschlimmern, da sie eine Unterbrechung des Öllilmes darstellen und eine ungleichmässige Benetzung fördern statt sie zu verhindern. Bei modernen Konstruktionen lässt man daher die Schmiernuten an hochbelasteten Gleitflächen meistens weg.
Die Erfindung betrifft nun eine besondere Ausbildung der Gleitflächen von Maschinenteilen mit gleitender Bewegung, durch die diese Übelstände vermieden werden und durch die erzielt wird, dass der Ölfilm auf allen Teilen der Gleitfläche fest haftet und diese gleichmässig benetzt. Durch die erfindungsgemässe Ausbildung wird sogar ein so gutes Haften des Ölfilmes erzielt, dass dieser nicht nur zur Schmierung, sondern auch zur Dichtung herangezogen werden kann. Bei gleitenden Maschinen- teilen, die gleichzeitig zur Abdichtung dienen, insbesondere bei Kolben, können dann die üblichen zur Abdichtung dienenden Mittel, z. B. Kolbenringe, vielfach ohne Nachteil weggelassen werden.
Gemäss der Erfindung werden die Gleitflächen mit vorteilhaft quer zur Bewegungsrichtung der Teile liegenden für das Schmiermittel kapillar wirkenden Einschnitten versehen. Eine Kapillar- wirkung tritt bekanntlich bei allen engen Kanälen auf, deren Weite klein gegen die Tropfengrösse oder höchstens von derselben Grössenordnung wie diese ist. Günstige Ergebnisse wurden in der Praxis bei Schmierung mit normalem Maschinenöl erzielt, wenn kapillar wirkende Nuten von 0-1 bis 0-7 mm angewendet wurden. Am besten entsprachen Einschnitte von 0-4 bis 0-5 mm Weite. Die Ebenen der kapillar wirkenden Schlitze oder Einschnitte verlaufen senkrecht oder etwas geneigt zur Gleitfläche.
Obwohl die Erfindung an irgendeine theoretische Erklärung selbstverständlich nicht gebunden ist, kann angenommen werden, dass der Ölfilm unter Druck sich in die Kapillarkanäle der Gleitfläche hineinstreckt und sich in diesen gewissermassen verankert, so dass sein festes Haften gewährleistet ist.
Die Wirkung der Adhäsion in den Kapillarkanälen ist so gross, dass der Ölfilm, falls z. B. bei
Kolben mehrere der erfindungsgemässen Einschnitte in der Kolbenwand vorgesehen sind, derart fest haftet, dass nicht nur eine vollkommene Schmierung, sondern auch ein vorzügliches Dichthalten erzielt wird, so dass die üblichen Dichtungsringe in Wegfall kommen können. Der Gleitwiderstand wird dann wesentlich vermindert und Störungen, z. B. durch gebrochene Kolbenringe, sind ausgeschlossen. Der Kolben wird durch den Fortfall der Kolbenringe auch viel leichter.
Unter Umständen kann es zweckmässig sein, die kapillar wirkenden Einschnitte mit einem gemeinsamen ölkanal zu verbinden, der an ein vorhandenes Druckschmierungssystem angeschlossen sein kann. Auch können die Kapillarkanäle, statt im Material des Maschinenteiles selbst, auch in einem Einsatzstück gegebenenfalls aus anderm, hiefür besonders geeigneten Material, vorgesehen sein.
In der Zeichnung ist die Erfindung an dem Beispiel des Kolbens einer Kraftmaschine erläutert.
Fig. 1 zeigt einen gemäss der Erfindung ausgestalteten Kolben links im Schnitt, rechts in Ansicht ; die Fig. 2 und 3 zeigen Teilschnitte durch abgeänderte Ausführungsformen der Erfindung.
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In Fig. 1 ist 1 die Kolbenwandung, 2 sind die üblichen Kolbenringe,. 3 sind die kapillar wirkenden
Einschnitte gemäss der Erfindung. Diese Kanäle sind hier als Einschnitte ausgeführt, die sehr leicht herstellbar sind, da sie in Ebenen senkrecht zur Achse des Rotationskörpers verlaufen. Die Einschnitte können aber auch schraubenförmig oder z. B. elliptisch (wie bei 13) verlaufen. In bezug auf die Weite der Einschnitte ist die Zeichnung nicht massstabrichtig. Die Wandstärke kann bei 10 wesentlich ver- ringert sein und an den den kapillar wirkenden Einschnitten 3 gegenüberliegenden Teilen der Innen- wand können Wellen 11 vorgesehen sein.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 sind die Kolbenringe weggelassen. Die Einschnitte 3 stehen mit einem gemeinsamen Ölkanal 4 in Verbindung, der durch die Bohrung 6 mit dem Innern des hohlen Kolbenbolzens 5 in Verbindung steht und dadurch an das Druckschmierungssystem ange- schlossen ist.
Gemäss Fig. 3 sind die Einschnitte 3 an einem leicht auswechselbaren Einsatzstück 7 vorgesehen, das z. B. in den Kolbenkörper eingeschraubt ist und auch aus einem Material von anderm Wärme- ausdehnungskoeffizienten wie der Kolben selbst hergestellt sein kann, um die Abdichtung bei ver- schiedenen Temperaturen zu gewährleisten.
In ähnlicher Weise lässt sich die Erfindung auch auf andere Maschinenteile mit gleitender Be- wegung mit oder ohne Abdichtung anwenden, wie z. B. Schieber, Kreuzköpfe, Lager usw.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Sehmiervorrichtung an Maschinenteilen mit gleitender Bewegung, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitfläche mit für das Schmiermittel kapillar wirkenden Einschnitten versehen ist, deren Ebenen zur Gleitfläche genau oder nahezu senkrecht sind.